Linux：命名管道（进程间通信六）

我们学习了匿名管道，我们知道匿名管道只能适用于血缘关系间的通信(比如父子)，但是我们想要在两个毫不相关的进程间通信，又该怎么办呢？？于是我们的命名管道，开始表演他的独门绝技--打开同一路径下的同名文件（命名管道文件） 实现通信

1.命名管道初始

我先提一个问题，进程 A 和 B 都打开 a/b/c.txt，内核中，操作系统会不会加载两次a/b/c.txt，答案是不会

因为这也太浪费资源了，我们前面学过，假如A打开了一个.txt，那么就会创建出对应的struct_file，此时struct_file指向打开的文件，如果我们再用进程B打开这个文件，虽然B也会创建一个struct_file，但是也是指向打卡文件

也就是说，A，B指向的东西是一样的，这部就满足了让两个进程看到同一份内存资源这个通信前提吗！！但是我们只想要打开该文件进行写入读取，实现通信，并不想将这个文件刷新回磁盘，所以我们有了管道文件fifo

所以我们知道，FIFO 管道文件：本质是 "伪文件"------ 它在文件系统中只有路径（用于进程定位），但所有读写操作仅在 "内核缓冲区" 中完成，数据永不刷盘

为了区别匿名管道，我们将这种管道叫做命名管道

2.用命令行mkfifo创建命名管道并进行通信

linux命令行支持用mkfifo直接创建命名管道文件

1.使用mkfifo NAME创建一个fifo文件,可以发现开头是p，就说明创建的是管道文件

2.使用echo来表示一个进程，linux下一切操作都是进程，echo可以理解为进程A向管道进行写入操作

可是你会发现，为什么堵塞了呢？那是因为命名管道（FIFO）的通信需要读端和写端同时存在------ 默认情况下，FIFO 的读写操作是 "阻塞模式"：

• 当你执行 echo "你好" > fifo 时，这是一个写操作，会尝试向 FIFO 写入数据
• 但此时没有任何进程打开这个fifo作为读端 ，写操作会被内核阻塞，直到有另一个进程以 "读模式" 打开fifo，写操作才能完成

3.打开另一个终端，并且进入当前目录下，执行cat < fifo操作，模拟进程B读取fifo数据

成功进行了两个不同进程间的通信

3.使用系统函数实现两个进程通信

server.cc:

#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include "common.hpp"
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    umask(0);
    int n = mkfifo(FIFO_FILE, 0666);
    if (n != 0)
    {
        std::cerr << "mkfifo error" << std::endl;
        return 1;
    }
    int fd = open(FIFO_FILE, O_RDONLY);
    if (fd == -1)
    {
        std::cerr << "open fifo error" << std::endl;
        return 2;
    }
    char buffer[1024];
    while (true)
    {
        n = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);
        if (n > 0)
        {
            buffer[n] = '\0';
            std::cout << "client say : " << buffer << std::endl;
        }
    }
    close(fd);
    return 0;
}

client.cc：

#include <iostream>
#include <string>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include "common.hpp"
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int fd = open(FIFO_FILE, O_WRONLY);
    if (fd == -1)
    {
        std::cerr << "open fifo error" << std::endl;
        return 2;
    }
    std::string buffer;
    while (true)
    {
        std::cout << "client : ";
        std::getline(std::cin, buffer);
        write(fd, buffer.c_str(), sizeof(buffer));
    }
    close(fd);
    return 0;
}

common.cc：

#pragma once
#define FIFO_FILE "fifo"

Makefile：

.PHONEY : all
all : client server
client : client.cc
	g++ client.cc -o client
server : server.cc
	g++ server.cc -o server

.PHONEY : clean
clean : 
	rm -f client server fifo

我们需要先使用./server来创建管道，不然直接使用./client会因为没有创建管道而报错哦

下面是运行结果：

成功实现两个不相干进程中的通信

这就是命名管道的基本知识啦，下篇博客我们讲深入理解命名管道哦，敬请期待~~